Java中set集合詳解

set集合框架體系圖

set集合介紹

Set接口繼承了Collection接口,含有許多常用的方法。

int size();返回集合的長度
boolean isEmpty();判斷集合是否為空
boolean contains(Object o);是否包含某個值
boolean add(E e);添加元素
boolean remove(Object o);刪除元素

Set接口的存儲特點是無序不可重復，可以存放唯一一個null值，Set的常用實現類有HashSet，TreeSet。

Set集合的遍歷方式有三種

1.直接打印System.out.println(set);

2.增強for循環遍歷

3.迭代器遍歷

Set集合的實現類

HashSet

1.HashSet實現了Cloneable, Serializable兩個接口。

Cloneable:實現了clone（）方法可以實現克隆功能
Serializable：表示可以被序列化傳輸。

2.HashSet的底層結構

HashSet的底層是通過HashMap實現

HashMap是通過數組加鏈表加紅黑樹實現的。

(1)add()方法

調用Map集合中的put方法。

將要添加的元素作為Map集合中的key，PRESENT作為Map集合中的Value;

PERSENT的值為new Object( );

HashCode相同會發生什么?

產生hash碰撞，hash碼相同，則通過key的equals()方法比較值是否相同.

key值不相等：則會在該節點的鏈表結構上新增一個節點(如果鏈表長度>=8且 數組節點數>=64 鏈表結構就會轉換成紅黑樹)

key值相等：則用新的value替換舊的value

(2)remove()方法

也調用的是Map集合中的remove方法

(3)contains()方法

由此可見HashSet的底層是借助與HashMap實現的，底層的初始化原理，擴容原理都和HashSet集合相同·

3.HashSet的去重原理

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
             //如果Hash相同并且數值相同直接替換即可
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
                //如果p是一個紅黑樹結點
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

TreeSet

1.TreeSet是一個有序的集合，它的作用是提供有序的Set集合。它繼承了AbstractSet抽象類，實現了NavigableSet，Cloneable，Serializable接。它是非線程安全的，TreeSet是基于TreeMap實現的

TreeMap是通過紅黑樹實現的

2.TreeSet的基本使用

如果我們像使用HashSet一樣使用TreeSet這樣是否會報錯呢?

答案是報錯

如何解決呢?解決辦法有兩種

解決方法一:(自然排序)、

在Student類中實現Comparable接口，重寫compareTo方法即可

解決方法二:定制排序

在創建TreeMap對象時，傳入一個Comparator接口，并實現里面的compare方法。

3.TreeSet的構造方法

TreeSet提供了五種構造方法。

(1)無參構造方法，創建一個TreeMap類。

public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}

(2)指定TreeSet的比較器

public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
this(new TreeMap<>(comparator));
}

(3)創建一個TreeSet,并將Collection c集合中的元素加入到TreeSet中

public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll?;
}

(4)構造一個包含相同元素并使用與指定排序集相同的順序的新樹集。

public TreeSet(SortedSet s) {
this(s.comparator());
addAll(s);
}

(5)構造一個由指定的可導航地圖支持的集合。

TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
this.m = m;
}

4.TreeSet的去重方法：前面講到hashSet去重的方法是hashcode和equals方法判斷相同則覆蓋，TreeSet是通過compareTo方法的返回值來判斷是否相同，如果返回值為0則認定是重復元素

5.TreeSet的常用方法

public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
}`
public boolean remove(Object o) {
return m.remove(o)==PRESENT;
}
public void clear() {
m.clear();
}
m為底層的HashMap集合，

LinkedHashSet

LinkedHashSet是一個哈希表和鏈表的結合，且是一個雙向鏈表

并且linkedHashSet是一個非線程安全的集合。如果有多個線程同時訪問當前linkedhashset集合容器，并且有一個線程對當前容器中的元素做了修改，那么必須要在外部實現同步保證數據的準確性。

LinkedHashSet 底層使用 LinkedHashMap 來保存所有元素，它繼承與 HashSet，其所有的方法操作上又與 HashSet 相同

TreeSet和HashSet的區別

1.TreeSet 是二叉樹(紅黑樹)實現的,Treeset中的數據是自動排好序的，不允許放入null值。

2.HashSet 是哈希表實現的,HashSet中的數據是無序的，可以放入null，但只能放入一個null，兩者中的值都不能重復。

3.HashSet要求放入的對象實現HashCode()和equals()方法，TreeSet要求放入的對象繼承Comparable接口并實現compareTo方法或者在建TreeMap對象時，傳入一個Comparator接口，并實現里面的compare方法